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1、第3章 高层建筑结构分析,了解高层建筑结构计算分析的基本规定、基本假定以及计算模型。 掌握高层结构设计时水平位移控制方法，重力二阶效应和结构稳定。 熟悉荷载效应组合和截面验算的规定。,第3章 高层建筑结构分析,3.1高层建筑结构计算分析的基本假定 3.2高层建筑结构水平位移控制 3.3重力二阶效应及结构稳定性 3.4 荷载效应组合和截面验算 3.5结构扭转的近似计算方法,3.1 高层建筑结构分析的基本假定,1、结构分析一般规定 结构内力与位移可按弹性方法计算，截面设计考虑材料的弹塑性； 高层建筑结构一复杂的三维空间受力体系； 楼板刚度无限大； 应考虑荷载的组合效应； 施工荷载逐渐形成； 风荷载
2、应考虑两个方向。,3.1 高层建筑结构分析的基本假定,2、高层结构分析基本假定 弹性工作状态； 高层建筑结构应考虑整体共同工作； 楼板在自身平面内的刚度无限大；平面外刚度可以不考虑。 楼板开洞、外伸等引起楼板变形较大，应对刚性假定进行修正。,3.1 高层建筑结构分析的基本假定,3、结构分析模型 平面结构分析模型 空间结构分析模型 空间-薄壁杆系计算模型 空间组合结构计算模型,3.1 高层建筑结构分析的基本假定,平面结构分析模型,4.1 高层建筑结构分析的基本假定,空间结构分析模型,3.1 高层建筑结构分析的基本假定,空间-薄壁杆系计算模型 空间组合结构计算模型,3.2结构水平位移控制,水平位移
3、限值 在正常使用条件下，限制高层结构层间位移的目的有二点： 保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构来讲，要避免墙或柱出现裂缝；同时，将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内。 保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。 考虑到层间位移控制是一个宏观的侧向刚度指标，为便于设计人员在工程设计中应用，规范采用了层间最大位移与层高之比，即层间位移角作为控制指标。,3.2结构水平位移控制,3.2结构水平位移控制,水平位移限值 楼层层间最大位移与层高之比的限值,3.2结构水平位移控制,2、薄弱层弹性验算 震害表明，结构如果存在薄弱层，在强烈地震作用下结构
4、薄弱部位将产生较大的弹塑性变形，会引起结构严重破坏甚至倒塌。因此，对某些抗震设计的高层建筑结构，就要求进行结构在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算。 结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合下式要求。,3.2结构水平位移控制,2、薄弱层弹性验算,3.2结构水平位移控制,2、薄弱层弹性验算 震害表明，结构如果存在薄弱层，在强烈地震作用下结构薄弱部位将产生较大的弹塑性变形，会引起结构严重破坏甚至倒塌。因此，对某些抗震设计的高层建筑结构，就要求进行结构在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算。 结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合下式要求。,3.2结构水平位移控制,3、舒适度的验算 舒适度要求 高层建筑
5、物在风荷载作用下将产生振动，过大振动加速度将使在高楼内居住或办公的人们感觉不舒适，甚至不能忍受。 对照国外的研究成果和有关标准，规范规定：对于高度超过150m的高层建筑结构应满足舒适度的要求，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB500092010）（以下简称荷载规范）规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向的结构顶点最大加速度不应超过表2.12规定。,3.3重力二阶效应及结构稳定,1、重力二阶效应的概念 重力二阶效应包括两个部分：一是构件自身挠曲引起的附加重力效应，即P效应；二是结构在水平荷载作用下产生侧移变位后，重力荷载由于该位移引起的附加重力效应，即P效应。 高层建筑结构中要有水平
6、侧移，就会引起重力荷载作用下侧移二创效应，即P效应。,3.3重力二阶效应及结构稳定,二阶效应稳定系数：重力二阶效应弯矩与初始弯矩的比值。,3.3重力二阶效应及结构稳定,2、重力效应P-估算 有关重力二阶效应计算 框架结构 剪力墙、框架剪力墙、筒体结构,3.3重力二阶效应及结构稳定,3、结构稳定性验算 结构整体稳定应符合下列规定 框架结构 剪力墙、框架剪力墙、筒体结构,3.3重力二阶效应及结构稳定,4、结构等效刚度近似计算 结构结构侧向等效刚度,可按倒三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则进行计算,3.4 荷载效应组合和截面验算,荷载效应:指结构或构件在某种荷载作用下的反应,如内力、位移和裂
7、缝等。 荷载效应组合：指在所有可能同时出现的各种荷载组合下，确定结构或构件内产生的效应。其中最不利组合是指所有可能产生的荷载组合中，对结构构件产生总效应为最不利的一组。 满足：承载能力极限状态 正常使用极限状态,3.4 荷载效应组合和截面验算,一、无地震作用效应组合时： 楼面活荷载组合值系数、风荷载组合值系数 永久荷载效应起控制作用时分别取值：0.7、1.0 可变荷载效应起控制作用时分别取值：1.0、0.6 0.7、1.0 (0.9) 对书库、档案库、储藏室、通风机房、电梯机房,23,荷载分项系数的取值： 承载力计算 (1) 永久荷载分项系数： 对结构不利： 可变荷载效应控制的组合： 1.2
8、永久荷载效应控制的组合： 1.35 对结构有利： 1.0 (2) 楼面活荷载分项系数 1.4 (3) 风荷载分项系数 1.4 位移计算：以上各分项系数取值为1.0,3.4 荷载效应组合和截面验算,24,（恒荷载起控制，无风） （活荷载起控制，有风） （风荷载起控制，有风）,3.4 荷载效应组合和截面验算,25,二、有地震作用效应组合时 风荷载的组合值系数0.2 荷载分项系数的取值 （位移计算取1.0） 计算承载力，分项系数应按下表。当重力荷载效应对结构承载力有利时， = 1.0。,3.4 荷载效应组合和截面验算,26,有地震作用效应组合时荷载分项系数,3.4 荷载效应组合和截面验算,27,三、
9、截面承载力的验算 持久设计状况、短暂设计状况： 地震设计状况时： 结构重要性系数，分别取1.1、1.0、0.9 承载力抗震调整系数,3.4 荷载效应组合和截面验算,3.4 荷载效应组合和截面验算,承载力调整系数,3.4 荷载效应组合和截面验算,一、不同抗震性能水准的结构设计,3.4 荷载效应组合和截面验算,一、不同抗震性能水准的结构设计,3.4 荷载效应组合和截面验算,一、不同抗震性能水准的结构设计,3.4 荷载效应组合和截面验算,一、不同抗震性能水准的结构设计,3.4 荷载效应组合和截面验算,一、不同抗震性能水准的结构设计,3.4 荷载效应组合和截面验算,5.抗连续倒塌设计的基本要求,3.4 荷载效应组合和截面验算,5.抗连续倒塌设计的基本要求,3.4 荷载效应组合和截面验算,5.抗连续倒塌设计的基本要求,第3章 高层建筑结构分析,了解高层建筑结构计算分析的基本规定、基本假定以及计算模型。 掌握高层结构设计时水平位移控制方法，重力二阶效应和结构稳定。 熟悉荷载效应组合和截面验算的规定。,
